CN110904980A - 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法 - Google Patents

露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110904980A
CN110904980A CN201911177348.7A CN201911177348A CN110904980A CN 110904980 A CN110904980 A CN 110904980A CN 201911177348 A CN201911177348 A CN 201911177348A CN 110904980 A CN110904980 A CN 110904980A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
gully
holding
side slope
subsurface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911177348.7A
Other languages
English (en)
Inventor
雷少刚
张利忠
张润廷
黄玉凯
李雁飞
鞠兴军
苏慎忠
张周爱
郭海桥
宫传刚
黄赳
熊集兵
程伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Shenhua Baorixile Energy Ltd
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Shenhua Baorixile Energy Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT, Shenhua Baorixile Energy Ltd filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN201911177348.7A priority Critical patent/CN110904980A/zh
Publication of CN110904980A publication Critical patent/CN110904980A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/20—Securing of slopes or inclines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F3/00—Sewer pipe-line systems
    • E03F3/04—Pipes or fittings specially adapted to sewers
    • E03F3/046—Open sewage channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法，包括：获取排土场边坡的水文网；根据所述水文网，提取排土场边坡上的冲沟；根据冲沟，确定冲沟所在的微流域和冲沟上游的入水沟道；根据所述微流域的微流域面积确定持水潜流湿地的容积；根据所述入水沟道确定持水潜流湿地的位置，以使所述入水沟道内的水汇入所述持水潜流湿地；修筑持水潜流湿地。利用本发明实施例不仅能够大大减少冲沟治理工作量，降低治理成本，还可减少冲沟发育造成的水肥流失，保证排土场边坡稳定性，促进边坡土壤和植被的恢复，更加高效地利用水资源。

Description

露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法
技术领域
本发明涉及煤矿技术领域，具体涉及一种露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法。
背景技术
露天煤矿排土场是在采矿活动中人工堆砌的大型松散堆积体，呈多级阶梯状。由于露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱区，降雨比较集中，雨水流经排土场边坡时，排土场边坡受到侵蚀，在坡面及平台汇水区容易形成冲沟，且汇水能力越大，冲沟越易贯穿多级平台，形成多级平台贯穿式冲沟。
目前，排土场边坡冲沟主要采用削坡、填筑等传统方法对冲沟进行治理，未能从源头上解决问题，复发性高，当雨季再次来临时，还会再次受到侵蚀形成冲沟，需要再次治理，导致工作量大大增多，治理成本大大提高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法，以解决上述技术问题。
本发明实施例提出一种露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法，其包括：获取排土场边坡的水文网；根据所述水文网，提取排土场边坡上的冲沟；根据冲沟，确定冲沟所在的微流域和冲沟上游的入水沟道；根据所述微流域的微流域面积确定持水潜流湿地的容积；根据所述入水沟道确定持水潜流湿地的位置，以使所述入水沟道内的水汇入所述持水潜流湿地；修筑持水潜流湿地。
可选地，获取排土场边坡的水文网包括：获取排土场边坡的精细地形；根据所述精细地形，获取排土场边坡的水文网。
可选地，还包括：在持水潜流湿地上游的入水沟道上修筑降低水速的导水植物沟，将水导入所述持水潜流湿地。
可选地，还包括：对冲沟的两岸进行削坡；将削坡后的覆盖物回填至冲沟内。
可选地，还包括：在冲沟的第一预定位置和第二预定位置处修筑水土流失缓冲措施，其中，所述第一预定位置与冲沟入口的第一距离在水平面的投影距离为冲沟在水平面的投影长度的30-36％，所述第二预定位置与冲沟入口的第一距离在水平面的投影距离为冲沟在水平面的投影长度的88-94％。
可选地，所述持水潜流湿地和导水植物沟内按照排土场边坡坡顶至坡地的方向，均依次铺设有土层、细砾石层、中砾石层、粗砾石层、垫层和防渗层。
可选地，在持水潜流湿地与冲沟入口之间修筑导水植物沟。
可选地，还包括：在所述持水潜流湿地和导水植物沟的土层上，种植植被。
可选地，所述持水潜流湿地的边坡比小于等于1:3。
可选地，所述持水潜流湿地设置在边坡平台上，且距离边坡平台边缘线的距离为5-10米。
本发明实施例提供的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法通过排土场边坡的水文网提取冲沟，根据冲沟确定其所在的微流域及入水沟道，然后根据微流域和入水沟道修筑持水潜流湿地，由于持水潜流湿地具有缓冲水速和保水作用，能够有效防止降雨形成的侵蚀性坡面径流，阻止或者减缓冲沟重复性发育，不仅可大大减少冲沟治理工作量，降低治理成本，还可减少冲沟发育造成的水肥流失，保证排土场边坡稳定性，促进边坡土壤和植被的恢复，更加高效地利用水资源。
附图说明
图1是本发明实施例的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法的流程图。
图2是本发明实施例的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法的平面示意图。
图3是本发明实施例的持水潜流湿地的剖面示意图。
图4是本发明实施例的导水植物沟剖面示意图。
图5是本发明实施例的持水潜流湿地、第一预定位置和第二预定位置的位置示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本发明实施例的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法，其包括：
S110，获取排土场边坡的水文网；
其中，水文网为局部区域的水系网，而水系网为水系图上表示的水系平面分布汇聚而成的系统。
S120，根据所述水文网，提取排土场边坡冲沟；
如图2所示，通过水文地形分析软件，例如Arcgis软件，提取冲沟1所在的位置。
S130，根据冲沟，确定冲沟所在的微流域和冲沟上游的入水沟道；
在一个具体实施例中，可通过Arcgis软件，确定冲沟1所在的微流域2以及冲沟1上游的入水沟道。
在本实施例中，微流域2的数量为两个。其中，微流域是指面积在0-0.1平方公里的流域。
S140，根据微流域的微流域面积确定持水潜流湿地的容积；
在一个具体实施例中，持水潜流湿地3的容积大于等于1％的微流域2的面积。
S150，根据入水沟道确定持水潜流湿地的位置，以使所述入水沟道内的水汇入持水潜流湿地；
持水潜流湿地3设置在平坦区域，例如边坡平台5上，以使入水沟道内的水全部汇入持水潜流湿地3内。
持水潜流湿地3距离边坡平台5边缘的距离为5-10米，保证持水潜流湿地3的稳定性，避免由于持水潜流湿地3设置位置不当造成边坡垮塌。
S160，修筑持水潜流湿地。
在图2中，在入水沟道流经平坦的区域，修筑有两个持水潜流湿地3，面积一共12000m2，使得水流不再直接汇入冲沟1内。
通过修筑持水潜流湿地3可起到缓冲水流和容水作用，对冲沟1进行处理后，后续在遇到强降水等情况时，由于持水潜流湿地3具有缓冲水流和容纳水流作用，不会再在边坡上形成冲沟。
本发明实施例提供的露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法通过排土场边坡的水文网提取冲沟，根据冲沟确定其所在的微流域及入水沟道，然后根据微流域和入水沟道修筑持水潜流湿地，由于持水潜流湿地具有缓冲水速和保水作用，能够有效防止降雨形成的侵蚀性坡面径流，阻止或者减缓冲沟重复性发育，不仅可大大减少冲沟治理工作量，降低治理成本，还可减少冲沟发育造成的水肥流失，保证排土场边坡稳定性，促进边坡土壤和植被的恢复，更加高效地利用水资源。
利用本发明的防治方法，降雨汇水控制率提高到66％，水土流失量下降75％。与传统的冲沟防治方法相比，建设区冲沟水土流失量明显减少，且没有发现滑坡塌方迹象。
在本发明的一个优选实施例中，S110，具体地包括：
S111，获取排土场边坡的精细地形；
排土场边坡的精细地形可以通过无人机航拍或者三维激光扫描等方式获取，精细地形的比例尺可大于等于1:200。
S112，根据所述精细地形，获取排土场边坡的水文网。
在本实施例中，可采用现有的水文地形处理软件(例如Watershed ModelingSystem)获取水文网。
通过精细地形获取水文网，可提高冲沟提取的准确性，从而提高冲沟所在微流域以及入水沟道的精确性，更精准地布置持水潜流湿地3，更好地避免冲沟再次发育。
进一步地，露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法还包括：
在持水潜流湿地3上游的入水沟道上修筑导水植物沟4，将水导入所述持水潜流湿地3。
通过设置导水植物沟4，可减缓水流速度，减小对入水沟道的冲击。
优选地，露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法还包括：
对冲沟的两岸进行削坡；
将削坡后的覆盖物回填至冲沟内。
通过对冲沟1的两岸进行削坡回填，可方便对冲沟1的治理，减小治理工作量，提高治理效率。
进一步地，露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法还包括：
在冲沟1的第一预定位置6和第二预定位置7处修筑水土流失缓冲措施。
其中，水土流失缓冲措施可采用修筑缓坡、小水沟等措施。
如图5所示，所述第一预定位置6与冲沟1入口的第一距离在水平面的投影长度为冲沟1在水平面的投影长度的30-36％，即L3/L2＝30-36％。优选地，L3/L2＝33％。
所述第二预定位置7与冲沟1入口的第一距离在水平面的投影距离为冲沟1在水平面的投影长度的88-94％，即L4/L2＝88-94％。优选地，L4/L2＝90％。
通过在冲沟1的两处预定位置处修筑水土流失缓冲措施，可进一步地减小对冲沟的冲击，可避免冲沟重复治理，减小治理工作量，降低治理成本。
进一步地，如图3-4所示，所述持水潜流湿地3和导水植物沟4内沿着排土场边坡坡顶至坡底的方向，依次铺设有土层31、细砾石层32、中砾石层33、粗砾石层34、垫层35和防渗层36，以降低持水潜流湿地3和导水植物沟4的修筑成本。
在一个具体实施例中，持水潜流湿地3的深度为1.5m，边坡比小于等于1：3。持水潜流湿地3的标高与周围持平或者略低，以便于汇水。
导水植物沟4布置在已有水文网的位置，可随着重力流进行导水。导水植物沟4的剖面呈倒梯形，坡角为45°，深度为1.5m。导水植物沟4的标高与周围持平或者略低，以便于汇水。
导水植物沟4的沟底、持水潜流湿地3底部与排土场边坡底部均可使用粘土或土工布做防渗层36。
使用细沙或粉煤灰作为垫层35，使用粒径32～64mm的砾石或煤矸石作为粗砾石层34。
使用粒径16～32mm的砾石或煤矸石作为中砾石层33，使用粒径5～16mm的砾石或煤矸石作为细砾石层32，使用腐殖土作为土层31。
其中，各层的厚度为：垫层35约为0.2米，粗砾石层34约为0.4米，中砾石层33约为0.2米，细砾石层32约为0.2米，土层31为0.4-0.5米。
进一步地，露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法还包括：在持水潜流湿地3与冲沟1入口之间修筑导水植物沟4，以减缓进入冲沟1内的水流，减小对冲沟1的侵蚀。
更进一步地，露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法还包括：在所述持水潜流湿地和导水植物沟的土层上，种植草灌等植被，不仅可保持水土流失，防止径流冲刷，还可提高水资源的利用率，提升景观效果。
以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法，其特征在于，包括：
获取排土场边坡的水文网；
根据所述水文网，提取排土场边坡上的冲沟；
根据冲沟，确定冲沟所在的微流域和冲沟上游的入水沟道；
根据所述微流域的微流域面积确定持水潜流湿地的容积；
根据所述入水沟道确定持水潜流湿地的位置，以使所述入水沟道内的水汇入所述持水潜流湿地；
修筑持水潜流湿地。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取排土场边坡的水文网包括：
获取排土场边坡的精细地形；
根据所述精细地形，获取排土场边坡的水文网。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在持水潜流湿地上游的入水沟道上修筑降低水速的导水植物沟，将水导入所述持水潜流湿地。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
对冲沟的两岸进行削坡；
将削坡后的覆盖物回填至冲沟内。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
在冲沟的第一预定位置和第二预定位置处修筑水土流失缓冲措施，其中，所述第一预定位置与冲沟入口的第一距离在水平面的投影距离为冲沟在水平面的投影长度的30-36％，所述第二预定位置与冲沟入口的第一距离在水平面的投影距离为冲沟在水平面的投影长度的88-94％。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述持水潜流湿地和导水植物沟内按照排土场边坡坡顶至坡地的方向，均依次铺设有土层、细砾石层、中砾石层、粗砾石层、垫层和防渗层。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在持水潜流湿地与冲沟入口之间修筑导水植物沟。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述持水潜流湿地和导水植物沟的土层上，种植植被。
9.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述持水潜流湿地的边坡比小于等于1:3。
10.如权利要求1-8任一所述的方法，其特征在于，所述持水潜流湿地设置在边坡平台上，且距离边坡平台边缘线的距离为5-10米。
CN201911177348.7A 2019-11-27 2019-11-27 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法 Pending CN110904980A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911177348.7A CN110904980A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911177348.7A CN110904980A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110904980A true CN110904980A (zh) 2020-03-24

Family

ID=69819816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911177348.7A Pending CN110904980A (zh) 2019-11-27 2019-11-27 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110904980A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115860314A (zh) * 2023-02-14 2023-03-28 北京科技大学 基于地表冲沟的煤层工作面冲击危险的防治方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161268A (ja) * 2000-11-29 2002-06-04 Fujita Corp 逸泥防止剤、及びこれを用いた逸泥防止方法
CN108385616A (zh) * 2018-02-09 2018-08-10 北京中科乾和环保科技服务有限公司 一种针对山谷季节性小型冲沟的生态修复方法
CN109635387A (zh) * 2018-11-29 2019-04-16 中国矿业大学 一种获取冲沟发育矿区采动坡体变形规律的方法
CN110374118A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 中国矿业大学 一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161268A (ja) * 2000-11-29 2002-06-04 Fujita Corp 逸泥防止剤、及びこれを用いた逸泥防止方法
CN108385616A (zh) * 2018-02-09 2018-08-10 北京中科乾和环保科技服务有限公司 一种针对山谷季节性小型冲沟的生态修复方法
CN109635387A (zh) * 2018-11-29 2019-04-16 中国矿业大学 一种获取冲沟发育矿区采动坡体变形规律的方法
CN110374118A (zh) * 2019-07-22 2019-10-25 中国矿业大学 一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王海军、杜娴: "《冲沟地形煤矿工业场地设计特点》", 《武汉勘察设计》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115860314A (zh) * 2023-02-14 2023-03-28 北京科技大学 基于地表冲沟的煤层工作面冲击危险的防治方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Teh Soil erosion modeling using RUSLE and GIS on Cameron highlands, Malaysia for hydropower development
Eakin Silting of reservoirs
Zapico et al. Geomorphic reclamation for reestablishment of landform stability at a watershed scale in mined sites: The Alto Tajo Natural Park, Spain
Gams Doline morphogenetic processes from global and local viewpoints
CN110374118A (zh) 一种北方露天煤矿排土场边坡失稳与水土流失的防控方法
CN108959681A (zh) 一种基于点云数据的堰塞湖引流道设计方法
CN110214493A (zh) 一种提高土壤含水率快速施肥的露天矿内排地层重构方法
CN109868878A (zh) 一种大型喀斯特洼地疏水结构及其施工方法
CN110904980A (zh) 露天煤矿排土场边坡冲沟防治方法
CN113605492A (zh) 一种露天矿水资源立体式保护利用方法
CN102888849A (zh) 一种黄土区大型露天煤矿排土场微地形改造方法
Eckels et al. Natural approach to mined land rehabilitation
CN106324699A (zh) 集水面积计算方法及隧道涌水量计算方法
CN206646528U (zh) 离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的水土流失控制系统
CN106545068A (zh) 一种离子型稀土矿原地浸出法采矿迹地的土壤水力侵蚀控制的方法
CN106522247A (zh) 一种离子型稀土矿原地浸出采矿迹地的水土保持方法
Hopkinson et al. Geomorphic landform design principles applied to an abandoned coal refuse pile in Central Appalachia
Christo A GIS-SWMM System to Evaluate Low Impact Development (LID) Feature Effectiveness on UNO's Campus
Finér et al. Manual for constructing water protection structures at ditch network maintenance sites and for water retention in forests
Ikhsan et al. The study of infrastructures and riparian area at Krasak Watershed, Indonesia
Manjunatha et al. Artificial Recharge Structure for Groundwater sustainability in Krishna Raja Nagara taluk of Karnataka State, India using Geospatial technology
Orfánus et al. Simulation of the effects of forest roads on stormflow generation using GIS and 2D vadose zone hydrological model
Ahrens Identifying closed depressions in the hummocky topography of the Waterloo and Paris-Galt-Guelph Moraines of Southwestern Ontario
McNair Channel succession and sediment transport in the Black Vermillion River
Meneses Hydrologically Significant Surface Depressions on Grassy Land Surfaces, Solar Photovoltaic Farms, and Porous Parking Lots: Identification and Quantification Using Terrestrial Laser Scanning Point Cloud and Triangulated Irregular Network

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200324

RJ01 Rejection of invention patent application after publication